The susceptibility of chilling-resistant spinach plants. and of chilling-sensitive squash plants to photoinhibition was compared in terms of the activity of photosystem II, in relation to the deuce of fatty acid unsaturation of chloroplast membrane lipids. From thylakoid membranes of the plants. monogalactosyl diacylgtycerol, digalactosyl diacylglycerol. sulfoquinovosyt diacylglycerol, and phosphatidylglycerol were seperated as major lipid classes. It was found that the content of cis-unsaturated fatty acids of phosphatidylglycerol was greater by 32% in spinach than that in squash. When leaf disks were exposed to light at 5$\circ$C, 15$\circ$C and 25$\circ$C, photochemical efficiency of photosystem II. measured as the ratio of the variable to the maximum fluorescence of chlorophyll, declined markedly in squash plants, as compared to spinach plants. When leaf disks were exposed to strong light in the presence of lincomycin, an inhibitor of protein synthesis in chloroplasts, photoinhibition was accelerated in the two types of plants. Moreover, lincomycin treatment abolished the differences in the degree of susceptibility to strong light, which had been observed between the two types of plants. When the extent of photoinhibition of photosystem II-mediated electron transport was compared in thylakoid membranes isolated from the two types of plants, there were no differences in the degree of inactivation of photosystem II activity. However, when intact leaf disks were exposed to strong light either at 10$\circ$C or at 25$\circ$C, and then were allowed to recover either at 17$\circ$C or at 25$\circ$C in dim light. chilling-resistant plants such as spinach and pea showed marked recovery from photoinhibition, in contrast to chilling-sensitive plants, such as squash and sweet potato. whose recovery was strongly dependent on the temperature. These findings are discussed in relation to the unsaturation of fatty acids in membrane phosphatidylglycerol. It appears that fatty acid unsaturation of membrane lipids accelerates the recovery of photosystem H from photoinhibition, without affecting the photo-induced inactivation process of photosystem II associated with photoinhibition.
Effects of growth regulators(2,4-D, IAA, NAA, BA and kinetin) and chilling treatment on callus induction. embryogenesis and regeneration through anther cultures of B. falcatum L. were examined. Frequency of callus induction and embryogenesis was effectively increased by the treatment of chilling at 5$^{\circ}C$ for 10 days before anther inoculation. Optimal level of growth regulator for callus induction and embryogenesis from anther was 2,4-D 1.0 mg/L in Murashige and Skoog(MS) basal medium supplemented with 30 g/L sucrose, 8 g/L agar. Frequency of embryogenesis from anther derived callus was increased up to 48% or 45% by addition of IAA 0.1+ kinetin 1.0 mg/L of IAA 0.1+ BA 1.0 mg/L in MS medium, respectively, Optimal medium for obtaining green callus was MS basal supplemented with BA 1.0mg/L. Addition of auxins(IAA or NAA) inhibited the formation of green callus from anther derived callus.
발아 직전에 있는 한국인삼의 접합자 배에서 유래된 자엽절편을 이용하여 체세포배를 유도하고 기내 휴면여부를 조사하고자 하였다. 식물호르몬으로써 2,4-D, BAP, kinetin을 첨가하거나 혹은 전혀 식물호르몬이 첨가하지 않은 MS배지에 절편을 배양할 경우 많은 체세포배 혹은 단일배를 획득할 수 있었다. 그러나 이런 배들은 대부분 자엽형 배(cotyledonary stage)까지 발육이 가능하지만 발아가 되지 못하여 더 이상 shoot로 생육되지 못하였고 하얀상태의 자엽형 배로 계속 유지되었다. 그러나 gibberellic acid(1.0 mg/l, $GA_3$)을 처리할 경우 3주 이내에 자엽형 배가 녹색으로 변하면서 발아되었으며, 저온처리($-2^{\circ}C$에서 8주간)를 할 경우에도 체세포배가 정상적으로 발아가 되었다. 체세포배를 $GA_3$및 저온 처리한 후 세포의 구조적변화를 전자현미경으로 관찰한 결과 무처리 체세포배의 자엽내 세포는 발아되지 않은 인삼접합자배의 세포와 같이 지질과립 및 세포질이 농후하며 분화되지 않은 미토콘드리아 및 엽록체를 지녀서 세포의 활성이 약한 휴면 상태의 구조를 가지고 있었다. 그러나 저온처리 및 $GA_3$를 처리한 자엽세포는 지질 및 세포질의 분포가 감소된 반면, 잘 발달된 엽록체와 활성이 강한 미토콘드리아의 구조를 보였다. 따라서 저온 및 $GA_3$처리 후 세포의 대사활동이 활발한 것으로 보아 휴면이 타파된 것으로 판단되었다.
애기장대의 AtSIZ3(At1g08910) 유전자에 T-DNA를 삽입한 세 종류의 변이형에 저온($4^{\circ}C$), 고온($37^{\circ}C$) 및 건조스트레스를 처리하여 유묘의 생장반응과 유전자 발현을 조사하였다. 저온과 고온처리에 의해서는 야생형과 변이형간에 유묘생장에 유의한 차이를 보이지 않았다. 야생형과 변이형 식물체에 10일간의 건조스트레스를 처리하면 야생형은 재 관수에 의해 모든 식물체가 재생하였으나 변이형은 모두 고사하였고, 10일간의 건조처리로 변이형은 야생형에 비해 유묘생장이 평균 62.9%가 억제되는 것으로 나타났다. 야생형에서 AtSIZ3 유전자는 $4^{\circ}C$의 저온처리에서 무처리를 보다 20%정도 발현이 감소하는 반면, $37^{\circ}C$ 고온처리에서는 3.7배, 건조처리에서는 4.5배가 증가하였다. 이 결과로 보아 AtSIZ3 유전자는 식물의 건조내성과 밀접한 연관이 있을 것으로 판단된다.
자두 '대석조생'의 생육단계별 수확시기 및 저온저장 온도에 따른 저온장해과 발생 양상과 품질 특성을 구명하고자 하고자, 자두 '대석조생'을 60%, 80% 그리고 90% 이상의 착색율로 구분하여 수확한 후, 1, 4, 5, $6^{\circ}C$ 그리고 $20^{\circ}C$에 최대 48일간 그리고 $20^{\circ}C$에서 3일간 숙성시키면서 호흡 변화, 품질 특성 및 저온 장해과 발생 양상을 조사하였다. 60% 착색기에 수확한 자두를 보다 낮은 저온에 저장하였을때 경도, 색도, 중량감소율과 적정산도의 유지에 효과적이었으며, 이 조건에서 에틸렌 발생량과 호흡량도 보다 낮게 유지되었다. '대석조생' 자두의 저온장해 증상은 주로 내부 갈변을 동반한 gel breakdown과 과육투명화 현상이었는데, 이러한 저온장해과는 모든 숙기별 처리구 그리고 $6^{\circ}C$ 이하의 모든 저장 온도에서 발생하였다. 그러나 성숙이 진행되지 않은 과일일수록, 그리고 저장 온도가 낮을수록 저온장해과 발생율을 낮게 나타났다. 이 결과는 '대석조생' 자두의 저온장해과 발생이 저장기간 동안의 호흡 양상과 관련되어 있음을 의미한다.
식물의 저온 스트레스와 이에 대한 방어체계의 기작론적 측면을 탐색하기 위하여, 냉해유발조건하에서 세워둔 식물(주로 3-4엽기의 벼 유묘)를 대상으로 하여 조직중 pyruvate 함량, superoxide$(O_{\overline{2}})$ 수준 및 항산소성 효소들의 활성을 경시적으로 측정하였다. 저온$(5^{\circ}C)$처리동안에 엽조직에는 현저한 pyruvate축적이 일어났으며, 그 상대적 축적량은 처리시간의 경과에 따라 증가하였다. 그러나 저온처리된 식물을 상온하에 옮겨 놓았을 때 축적된 pyruvate는 곧 소진하기 시작하였으며 이와 동시에 조직내 superoxide$(O_{\overline{2}})$수준이 상승하기 시작하였다. 아울러, 몇시간 정도의 lag time을 가지며 superoxide dismutase(SOD)와 catalase의 활성도 증가하였다. 이에 반하여 또 다른 항산소성 효소인 Glutathione peroxidase는 활성화 현상을 전혀 보이지 않았다. 뿌리를 통해서 외부로부터 공급된 superoxide$(O_{\overline{2}})$는 뿌리 조직내의 SOD와 catalase의 활성을 유도하였다. 한편 $H_2O_2$ 공급이 조직내 catalase는 활성화시켰으나, 역시 glutathione peroxidase에 대해서는 어떤 영향도 미치지 않았다. 위의 모든 결과들은 저온처리중에 일어난 pyruvate의 세포내 축적이 상온으로 환원된 조직내에서 superoxide$(O_{\overline{2}})$ 및 이로부터 이차적으로 생성된 활성산소를 과잉 발생시키는 직접적 원인이라는 사실과, 두 항산소성 효소(SOD와 catalase)가 활성산소를 중간매체로 하여 일어나는 것으로 해석되는 식물냉해로부터 세포를 보호함에 있어서 결정적인 역할을 담당하고 있다는 사실을 강력히 시사하였다.
본 연구는 저온처리기간, 온도 및 광의 유무가 초롱꽃 4 종의 생장과 개화에 미치는 영향을 조사하였다. 모주로 사용된 고성종인 자주초롱꽃, 왜성종인 애기초롱꽃 2 품종과 이들의 교잡 육성된 '직녀', '견우' $F_1$ 2 품종의 조직배양묘를 식물재료로 사용하였다. 조직배양묘는 광도가 약 $75{\mu}mol{\cdot}m^2{\cdot}s^{-1}$이고 온도가 $25^{\circ}C$인 기내에서 5주 동안 발근시켰다. 광의 유무는 알루미늄 호일로 포장한 암처리와 명처리(약 $10{\mu}mol{\cdot}m^2{\cdot}s^{-1}$ PPFD)를 사용하였고, 저온처리기간은 3, 6, 또는 9주로 하여 4와 $25^{\circ}C$ 온도에서 저장하였다. 저온처리 후 식물을 10 cm 화분에 상토를 채워 이식하여 생장조절챔버에서 순화시켜 온실로 옮겨 재배하였다. 4종 중 자주초롱꽃에서 생존율이 가장 높았다. 생존율은 암처리보다 명처리에서 더 높았다. 기내에서 6주 이상 저장된 처리구는 생존율이 감소하였다. 4종을 실험한 결과 개화를 한 품종은 '직녀'로 저장기간 3주, 명처리, $25^{\circ}C$에서 62.8%의 높은 개화율을 보였다. 개화는 온도, 저장기간, 그리고 광의 유무에 따라 영향이 있었다. 저장기간 3주, 암조건, $4^{\circ}C$에서 저장한 처리에서 현저하게 개화소요일수가 단축되고 개화특성도 좋았다. 이 결과는 개화를 위해 저온을 요구하는 것은 질적인 것보다 양적임을 암시한다. 이 실험은 조직배양묘를 사용하여 저온처리를 하고 순화하는 과정에서 많이 고사하였으므로, 식물의 개체수를 더 늘려서 이 결론을 확인할 필요가 있다.
The objective of this study was to investigate the effect of rapid chilling (RC) on beef quality and the degradation of cytoskeletal proteins. Twenty Chinese Yellow crossbred bulls were selected and randomly divided into two groups. RC and conventional chilling (CC) were applied to left and right sides of the carcasses respectively after slaughtering. To determine whether electrical stimulation (ES) treatment can alleviate the potential hazard of RC on meat quality, ES was applied to one group. The effects of RC and ES were determined by meat color, shear force and cytoskeletal protein degradation postmortem (PM). The results showed that RC decreased beef tenderness at 1 d and 3 d postmortem, but had no detrimental effect on meat color. Western blotting showed that RC decreased the degradation rate of desmin and troponin-T, but the effects weakened gradually as postmortem aging extended. Degradation rates of both desmin and troponin-T were accelerated by ES. The combination of RC and ES could improve beef color, accelerate degradation rate of cytoskeletal protein and improve beef tenderness.
토종 호박벌(Bombusignitus)과 수입 서양뒤영벌(B. terrestris)의 냉장온도별 생존율과 실내사육에 의한 봉세발달을 비교 조사하였다. -2.5, 0, 2.5, 5$^{\circ}C$등 4종류 냉장온도 중 호박벌과 서양뒤영벌 모두 2.5$^{\circ}C$에서 생존율이 가장 높았으며, 냉장 3개월까지는 호박벌이, 냉장 4개월째는 서양뒤영벌의 생존율이 다소 높게 나타났다. 한산가스처리로 휴면을 타파한 여왕별의 봉세발달을 조사한 결과, 산란율은 호박벌이 72.5%로 서양뒤명벌보다 6.1% 높았고, 산란전기간도 17.4일로 7.4일 빨랐다. 일벌이 50마리 될 때까지의 봉군형성소요일수, 수벌 및 여왕벌출현소요일수 또한 호박벌이 각각 62.8일, 66.4일, 63.0일로 서양뒤명벌보다 2.1-29.5일 빨리 출현하였다. 그러나 일벌출현소요일수는 28.6일과 28.4일로 차이가 없었다. 반면에 우수봉군의 지표가 되는 봉군형성률 및 신여왕벌출현봉군율은 서양뒤영벌이 각각 14.2%, 13.6%로서 호박벌보다 3.8-5.7배 높게 나타났다. 성충출현수 역시, 서양뒤영벌이 일벌 104.2 마리, 수벌 317.9 마리, 여왕벌 27.1 마리로 호박벌보다 1.1-1.8배 많아 봉세 발달은 서양뒤영벌이 우수한 것으로 나타났다.
저장전 고온처리($38^{\circ}$, 48시간)는 참외의 당도, 산도, 비타민 C의 함량과 ${\alpha}$-tocopherol 활성을 높였으며, $3^{\circ}C$의 MA저장중 생체중 감소 이산화탄소, 에틸렌그리고 아세트알데히드 발생량을 낮게 유지시켰다. 또한 저장후 외관상 품질, 경도, 당도, 산도, 비타민 C, ${\alpha}$-tocopherol 활성 등 내적품질이 고온처리한 참외에서 높은 수준을 유지하였는데 특히 저온장해정도를 알 수 있는 이온용 출량이 고온처리구에서 낮아 수확후 고온처리로 저온장해가 완화되었음을 알 수 있었다. 고온처리를 하지 않은 대조구는 저장 25일부터 Alternaria rot이 발견되었으나 고온처리구는 저장 종료일인 39일까지 부패가 발견되지 않았으며 외관상 품질에 대한 저장일수로 세운 회귀식에 의하면 저장수명이 고온처리구에서 8일 이상 연장되었다. 참외의 경우 저장전 $38^{\circ}C$의 낮은 고온에서 장시간 열처리를 함으로써 살균효과 저온장해 완화효과와 더불어 수명연장까지 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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